Prof. Dr. Gerhard Hummer

Forschungsschwerpunkte: Theoretische Biophysik, Struktur und Dynamik von biomolekularen Systemen, biomolekulare Simulation
Der österreichische Biophysiker Gerhard Hummer erforscht, wie biologische Systeme auf der molekularen Ebene funktionieren. Er verwendet dazu biomolekulare Simulationen und Modellierung. Das dabei gewonnene Verständnis der molekularen Prozesse in lebenden Zellen ist Basis für neue therapeutische Ansätze und nanotechnologische Anwendungen.
Forschungsschwerpunkte sind der Aufbau komplexer zellulärer Strukturen aus einfachen Bausteinen – von der Assemblierung von Proteinen zur Bildung von Organellen, sowie die Funktionen der biomolekularen Maschinerie – von der Umwandlung von Energie zum Transport von Molekülen und der Übertragung von Signalen. Er nutzt dafür die molekulare Simulation, die integrative Modellierung sowie Methoden der statistischen und computergestützten Physik. Ihm gelang es zum Beispiel zu zeigen, dass Wasser in engen hydrophoben Kanälen einzigartige Eigenschaften besitzt, die auch in biologischen Prozessen genutzt werden: Im nahezu reibungsfreien Fluss von Wasser durch Wasserkanäle, in der Steuerung von Ionenkanälen durch kleinste Änderungen ihres Durchmessers und ihrer Polarität sowie im schnellen Protonentransfer bei der Energieumwandlung und der Übertragung biologischer Signale.
Mit molekularen Simulationen untersucht Hummer die Funktionen von Membranproteinen und ihren Komplexen. Neben der Beschreibung der Mechanismen des Transports durch die Membran rücken zunehmend Auf‐ und Umbauprozesse zellulärer Strukturen in den Fokus seiner Forschung. Beispiele sind der Abbau und die Verwertung zellulärer Bestandteile durch Autophagie oder die molekularen Prozesse in der viralen Infektion. Seine rechnerischen und theoretischen Untersuchungen ergänzen und erweitern die experimentelle Forschung und eröffnen Einblicke in die Funktion der molekularen Funktionsweise lebender Zellen.